Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Schaltung so okay?


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von Dennis (Gast)


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Hallo,

ich habe eine Schaltung für folgende Eigenschaften gezeichnet:

- Ansteuerung mit 3.3V PushPull-Signal eines µC
- Treiben zweier Relais 12V (ca 500mA)
- Freilaufdiode
- Kurzschlusschutz


Die BAV70 kann 4,5A non repetitive current. Der FDN hat bei 2.5V einen 
RDSon von 0.1 Ohm. Als PTC-Sicherung hätte ich eine rückstellende 
Sicherung mit 750mA und 16V genutzt.

Passt das soweit? Danke

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von Sly_marbo (Gast)


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Keine Ahnung seit wann man zwei Relaisspulen nicht mehr Parallel 
schalten kann.

anm. hab versucht mich so deutlich auszudrücken wie du.

von Jens M. (schuchkleisser)


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I FRM 450mA. Sehr eng für ein 500er Relais.
Ich würde sogar soweit gehen und nur den normalen Strom der Diode 
ansetzen, nicht den getricksten. Nimm 2 4001er.

Bei 12V Kurzschluss wir der FDN m.E. eher die Reißleine ziehen als die 
PTCs...

von Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Jens M. schrieb:
> Ich würde sogar soweit gehen und nur den normalen Strom der Diode
> ansetzen, nicht den getricksten.
Je nach Datenblatt kann die BAV70 aber sogar 1,0A für 1 Sekunde und dann 
muss ausreichend Zeit gegeben werden fürs Abkühlen:
https://www.onsemi.com/pub/Collateral/BAV74-D.pdf
Man braucht für die Freilaufdiode aber auch keine Ultraschnelle, weil es 
da nicht auf die Sperrverzugszeit ankommt.
Aber auch ich würd da einfach pro Seite die Dioden parallel schalten und 
käme auf 400mA Dauerstrom wie z.B. dort im DB unter der Note 7:
https://www.mouser.de/datasheet/2/115/ds30042-60730.pdf

> Bei 12V Kurzschluss wir der FDN m.E. eher die Reißleine ziehen als die
> PTCs...
Denke ich auch: so ein winziger Silizium-Die gegenüber so viel 
Sintermaterial. Da hat beim I²t auf jeden Fall der Mosfet verloren. 
Danach ziehen aber die PTC die Reißleine... ;-)

: Bearbeitet durch Moderator
von Jens M. (schuchkleisser)


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Lothar M. schrieb:
> Je nach Datenblatt kann die BAV70 aber sogar 1,0A für 1 Sekunde und dann
> muss ausreichend Zeit gegeben werden fürs Abkühlen:

Ich hatte "non-repetitive" immer als "einmal darf man das, öfter klappt 
normalerweise nicht" interpretiert.
Gilt das immer wieder, wenn man von "ausreichend lange auf 
Raumtemperatur abgekühlt" ausgeht?
Dann hab ich wohl immer größer ausgelegt als es müsste...

von Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Jens M. schrieb:
> Ich hatte "non-repetitive" immer als "einmal darf man das, öfter klappt
> normalerweise nicht" interpretiert.
Ja nun, nachdem der Wert in den Absolute Maximum Ratings steht, bewegt 
man sich im Grunde schon auf unsicherem Gebiet und man tut idR. gut 
daran, noch gut Luft zu lassen... ;-)

Aber solche Stromspitzen hat man ja mit so ziemlich jeder Diode, hinter 
der ein Kondensator sitzt: wenn man z.B. eine Verpolschutzdiode hat und 
einen "leeren" Verbraucher an ein eingeschaltetes Netzteil steckt, dann 
hat man da ratzfatz ganz ansehnliche Umladeströme. Und wenn das nur 1x 
ginge, wäre das ungünstig.

> Gilt das immer wieder, wenn man von "ausreichend lange auf
> Raumtemperatur abgekühlt" ausgeht?
Bis zu einer gewissen Grenze schon. Und irgendwann kommen dann die 
thermischen Hotspots, die verhindern, dass ich ohne Schaden 1kA für 1ps 
auf die Diode loslassen kann. In manchen Datenblättern ist sogar ein 
Tastverhältnis für diese Wiederholdauer und der Pulsdauer samt 
Stromstärke angegeben. Das ist dann natürlich Luxus.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Ich würde die Polyfuse in die Batterieleitung legen, denn im 
Schadensfall hat man schnell mal die Kabel mit irgendeiner Masse 
kurzgeschlossen und dann würden sie (so wie du sie platziert hast) gar 
nicht nützen.

von Sebastian S. (amateur)


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Jedes Mal, wenn ich Batterien und Dioden im Versorgungszweig sehe, muss 
ich die Stirn runzeln.
Irgendwann bekomme ich wohl Fältchen und Du unnötig 'ne leere Batterie.

: Bearbeitet durch User
von HildeK (Gast)


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Sebastian S. schrieb:
> Jedes Mal, wenn ich Batterien und Dioden im Versorgungszweig sehe, muss
> ich die Stirn runzeln.

Naja, die Diode sind ja nicht im Versorgungszweig. Es sind die 
Freilaufdioden. Die Last, zwei Relais, sitzen an Out1 und Out2 gegen 
+Batt.

von Dennis (Gast)


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Danke schon mal vielmals für eure hilfreichen Beiträge.

Ich habe das Relais nochmals vermessen und es hat einen 35 Qhm Spule. 
Damit fließen dann etwa 350 mA. Ich werde dann 2 Diode parallel 
schalten.

Lothar M. schrieb:
>> Bei 12V Kurzschluss wir der FDN m.E. eher die Reißleine ziehen als die
>> PTCs...
> Denke ich auch: so ein winziger Silizium-Die gegenüber so viel
> Sintermaterial. Da hat beim I²t auf jeden Fall der Mosfet verloren.
> Danach ziehen aber die PTC die Reißleine... ;-)

Ich habe das Datenblatt zur Polyfuse angehängt und den Mosfet zu einem 
IRLML6346TRPbF geändert. Bei max pulsed drain current von 17 A, sollte 
die Sicherung doch ausreichend schnell auslösen. Selbst der FDN lag 
danach noch im grünen Bereich.

von Harald W. (wilhelms)


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Dennis schrieb:

> Ich habe das Relais nochmals vermessen und es hat einen 35 Qhm Spule.
> Damit fließen dann etwa 350 mA.

Bei 12V? Dann ist das aber schon ein ganz schön dicker Brummer.

> Ich werde dann 2 Diode parallel schalten.

Das ist unzweckmäßig. Nimm eine 1N400x, die reicht auf jeden Fall.

> Ich habe das Datenblatt zur Polyfuse angehängt und den Mosfet zu einem
> IRLML6346TRPbF geändert. Bei max pulsed drain current von 17 A, sollte
> die Sicherung doch ausreichend schnell auslösen.

Schneller als der FET? Glaub ich nicht.

von Dennis (Gast)


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Wie würde man denn allgemein eine Polyfuse einsetzen? Oder macht es eher 
keinen Sinn in Kombination mit einem Mosfet?

Harald W. schrieb:
>> Ich habe das Relais nochmals vermessen und es hat einen 35 Qhm Spule.
>> Damit fließen dann etwa 350 mA.
>
> Bei 12V? Dann ist das aber schon ein ganz schön dicker Brummer.

Ich meinte hier eine Ventilspule. Ich weiß gar nicht, warum ich dauernd 
Relais sage.

von Wolfgang (Gast)


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Jens M. schrieb:
> Bei 12V Kurzschluss wir der FDN m.E. eher die Reißleine ziehen als die
> PTCs...

So ein MOSFET tendiert dann allerdings zu Dauerdurchlass. Ein PTC hält 
in solch einem Fall den Strom auf ungefährlichem Niveau.

von Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Dennis schrieb:
> Ich habe das Datenblatt zur Polyfuse angehängt
Die dort markierte Sicherung hat laut 
https://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/C400/POLYSWITCH-SMD_ENG_TDS.pdf 
aber nur einen Haltestrom (also der Strom, wo die Sicherung sicher noch 
nicht auslöst) von 0,2A. Das wird aber schon spannend mit den 350mA.

Du solltest bei der Polyfuse auch auf das Derating bei höheren 
Temperaturen achten. Bei 60° Leiterplattentemperatur hat die z.B. gerade 
noch einen Haltestrom von 0,13A. Und der Itrip wird da dann in ähnlichem 
Maß niedriger. Man sollte solche Schaltungen also immer auch im 
Klimaschrank braten.

> Bei max pulsed drain current von 17 A, sollte die Sicherung doch
> ausreichend schnell auslösen.
Sollte, hätte, wäre, könnte...   ;-)
Wenn das Relais einen Kurzschluss hat, dann werden da dank des Rmin der 
Polyfuse bei voll durchgeschaltetem Mosfet und hinreichend 
leistungsfähigem Netzteil um die 20A fließen. Der Mosfet ist damit von 
vornherein überlastet.

Wenn der Strom nun durch glückliche Umstände z.B. nur 10A ist, dann hält 
der das gerade mal für 10ms aus. Bis dahin kratzt sich die Polyfuse 
nicht mal den Bart.

Egal wie es kommt: die Polyfuse wird (z.B. auch bei ungünstiger 
Gate-Ansteuerung) den Mosfet nicht schützen können, denn das thermische 
Volumen (schon erwähnt: I²t) der Polyfuse bis zur Reaktion ist viel 
größer als das des Transistors bis zum Durchlegieren. Die Polyfuse 
schützt nur den Rest der Schaltung vor dem Abbrand. Das ist dann auch 
der eigentliche Einsatzzweck von Sicherungen.

: Bearbeitet durch Moderator
von Axel S. (a-za-z0-9)


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Lothar M. schrieb:
> die Polyfuse wird (z.B. auch bei ungünstiger
> Gate-Ansteuerung) den Mosfet nicht schützen können
...
> Die Polyfuse
> schützt nur den Rest der Schaltung vor dem Abbrand. Das ist
> dann auch der eigentliche Einsatzzweck von Sicherungen.

Ganz recht. Das würde ich hier genauso sehen. Wenn irgendein Dödel da 
einen Kurzschluß reinbaut, dann springt der MOSFET über die Wupper. Aber 
die Polyfuse verhindert zumindest, daß das Netzteil hinterher springt.

Man kann diese Schaltung nicht unkaputtbar auslegen. Nicht mit einem 
MOSFET im SOT-23 Gehäuse. Die (Auto)Industrie hat aber extra für sowas 
die SmartSwitches a'la ProFET erfunden. Gibt es auch L-Side. 3.3V 
kompatibel vermutlich auch.

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